JP5297135B2 - Photoelectric conversion device, imaging system, and method of manufacturing photoelectric conversion device - Google Patents

Photoelectric conversion device, imaging system, and method of manufacturing photoelectric conversion device Download PDF

Info

Publication number
JP5297135B2
JP5297135B2 JP2008256634A JP2008256634A JP5297135B2 JP 5297135 B2 JP5297135 B2 JP 5297135B2 JP 2008256634 A JP2008256634 A JP 2008256634A JP 2008256634 A JP2008256634 A JP 2008256634A JP 5297135 B2 JP5297135 B2 JP 5297135B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photoelectric conversion
element isolation
isolation portion
region
trench
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2008256634A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010087369A (en
JP2010087369A5 (en
Inventor
昌弘 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2008256634A priority Critical patent/JP5297135B2/en
Publication of JP2010087369A publication Critical patent/JP2010087369A/en
Publication of JP2010087369A5 publication Critical patent/JP2010087369A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5297135B2 publication Critical patent/JP5297135B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Element Separation (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Description

本発明は、光電変換装置、撮像システム、及び光電変換装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a photoelectric conversion device, an imaging system, and a method for manufacturing a photoelectric conversion device.

デジタルカメラやビデオカメラなどの撮像システムに用いられる光電変換装置には、その出力する画像信号から得られる画像に対する高解像度化及び高画質化や、その製造工程におけるコスト低減が要求されている。高解像度化の要求を満たすため、光電変換装置には、チップサイズを大きくすること無く、画素の寸法を縮小化することにより画素配列の高画素数化を行うことが求められている。高画質化の要求を満たすため、光電変換装置には、画素におけるフォトダイオードの感度を向上させることやその出力信号のノイズを低減させることが求められている。コスト低減の要求を満たすため、光電変換装置の製造歩留まりを向上させることが求められている。   A photoelectric conversion device used in an imaging system such as a digital camera or a video camera is required to increase the resolution and image quality of an image obtained from the output image signal and to reduce the cost in the manufacturing process. In order to satisfy the demand for higher resolution, photoelectric conversion devices are required to increase the number of pixels in the pixel array by reducing the dimensions of the pixels without increasing the chip size. In order to meet the demand for higher image quality, photoelectric conversion devices are required to improve the sensitivity of photodiodes in pixels and reduce noise in output signals. In order to satisfy the demand for cost reduction, it is required to improve the manufacturing yield of the photoelectric conversion device.

特許文献1には、特許文献1の図1に示されるように、隣接する画素の光電変換素子間の素子分離領域401の幅をトランジスタ及び光電変換素子間の素子分離領域402の幅より狭くすることが記載されている。これにより、特許文献1によれば、画素の寸法を縮小化しても、光電変換素子の受光面積を確保できるとされている。
特開2001−189441号公報
In Patent Document 1, as shown in FIG. 1 of Patent Document 1, the width of the element isolation region 401 between the photoelectric conversion elements of adjacent pixels is made narrower than the width of the element isolation region 402 between the transistor and the photoelectric conversion elements. It is described. Thus, according to Patent Document 1, it is supposed that the light receiving area of the photoelectric conversion element can be secured even if the size of the pixel is reduced.
JP 2001-189441 A

特許文献1には、特許文献1の図2に示すように、選択酸化法によって素子分離領域401,402,403にそれぞれ形成した厚膜酸化膜302によって素子分離を行うことが記載されている。   In Patent Document 1, as shown in FIG. 2 of Patent Document 1, it is described that element isolation is performed using a thick oxide film 302 formed in each of element isolation regions 401, 402, and 403 by a selective oxidation method.

ここで、選択酸化法すなわちLOCOS(LOCal Oxidation of Silicon)分離においては、半導体基板を熱酸化することにより、素子分離領域に酸化膜が形成される。この酸化膜は、どの素子分離領域においても、寄生MOSトランジスタが形成されないように設計された深さで形成されることが一般的である。   Here, in the selective oxidation method, that is, LOCOS (LOCal Oxidation of Silicon) isolation, an oxide film is formed in the element isolation region by thermally oxidizing the semiconductor substrate. This oxide film is generally formed at a depth designed so that no parasitic MOS transistor is formed in any element isolation region.

しかし、半導体基板における複数の素子分離領域の中には、寄生MOSトランジスタが形成されやすい領域だけでなく、寄生MOSトランジスタが形成されにくく素子分離のための酸化膜の深さをその設計された深さより浅くしても問題ない領域がある。この寄生MOSトランジスタが形成されにくい素子分離領域では、その設計された深さに対応した両端のバーズビークの幅の制約を受けて、必要以上に素子分離のための酸化膜の幅が広くなる。これにより、画素の寸法を微細化することが困難になる。   However, among the plurality of element isolation regions in the semiconductor substrate, not only the region where the parasitic MOS transistor is likely to be formed, but also the depth of the oxide film for element isolation that makes it difficult to form the parasitic MOS transistor. There is a region where there is no problem even if it is shallower than this. In the element isolation region where the parasitic MOS transistor is hard to be formed, the width of the oxide film for element isolation becomes wider than necessary due to the restriction of the width of the bird's beaks at both ends corresponding to the designed depth. This makes it difficult to reduce the pixel dimensions.

本発明の目的は、画素の寸法を微細化した場合でも、画素において、光電変換部の受光面積を確保しながら、寄生MOSトランジスタが動作することを防止することにある。   An object of the present invention is to prevent a parasitic MOS transistor from operating while securing a light receiving area of a photoelectric conversion unit in a pixel even when the dimensions of the pixel are miniaturized.

本発明の第1側面に係る光電変換装置は、複数の光電変換部と前記複数の光電変換部のそれぞれで蓄積された信号をそれぞれ読み出すための複数のトランジスタとが配される撮像領域を有した半導体基板を備え、前記撮像領域には、前記複数の光電変換部に含まれるある光電変換部と、前記複数の光電変換部に含まれ、前記ある光電変換部に隣接する別の光電変換部とを電気的に分離する第1の素子分離部、及び前記複数のトランジスタに含まれるあるトランジスタと、前記複数のトランジスタに含まれ、前記あるトランジスタに隣接する別のトランジスタとを電気的に分離する第2の素子分離部が配され、前記第1の素子分離部は、前記第2の素子分離部より平面方向の幅が狭くかつ深さが浅い部分を有することを特徴とする。 The photoelectric conversion device according to the first aspect of the present invention had an imaging region in which a plurality of transistors are arranged for reading out the plurality of the photoelectric conversion portion and the plurality of accumulated in each photoelectric conversion unit signals respectively A semiconductor substrate, and in the imaging region, a photoelectric conversion unit included in the plurality of photoelectric conversion units, another photoelectric conversion unit included in the plurality of photoelectric conversion units and adjacent to the certain photoelectric conversion unit, and A first element isolation unit that electrically isolates the transistor , and a transistor included in the plurality of transistors and a second transistor that is included in the plurality of transistors and is adjacent to the transistor . The first element isolation part has a portion whose width in the plane direction is narrower and shallower than that of the second element isolation part.

本発明によれば、画素の寸法を微細化した場合でも、画素において、光電変換部の受光面積を確保できるとともに、寄生MOSトランジスタが動作することを防止できる。   According to the present invention, even when the size of the pixel is reduced, the light receiving area of the photoelectric conversion unit can be secured in the pixel and the parasitic MOS transistor can be prevented from operating.

本発明の第1実施形態に係る光電変換装置100を、図1を用いて説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る光電変換装置100の回路構成を示す図である。   A photoelectric conversion device 100 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a photoelectric conversion apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention.

光電変換装置100は、半導体基板SB(図3参照)を備える。半導体基板SBは、撮像領域IA及び周辺領域PAを有する。撮像領域IAには、画素配列10が配される。周辺領域PAには、第1の制御回路7及び第2の制御回路8が配される。   The photoelectric conversion device 100 includes a semiconductor substrate SB (see FIG. 3). The semiconductor substrate SB has an imaging area IA and a peripheral area PA. A pixel array 10 is arranged in the imaging area IA. A first control circuit 7 and a second control circuit 8 are arranged in the peripheral area PA.

画素配列10では、複数の画素6が行方向及び列方向に配列されている。図1では、説明の簡略化のため、2行×2列の画素で構成された画素配列が例示されている。各画素6は、光電変換部1、転送トランジスタ2、電荷電圧変換部21、リセットトランジスタ3、増幅トランジスタ4、及び選択トランジスタ5を含む。光電変換部1は、光に応じた電荷を発生させて蓄積する。光電変換部1は、例えば、フォトダイオードである。転送トランジスタ2は、光電変換部1で発生した電荷を電荷電圧変換部21へ転送する。転送トランジスタ2は、例えば、転送MOSトランジスタであり、第1の制御回路7から行制御線経由でアクティブな転送制御信号がゲートに供給された際にオンすることにより、光電変換部1で発生した電荷を電荷電圧変換部21へ転送する。電荷電圧変換部21は、転送された電荷を電圧に変換する。電荷電圧変換部21は、例えば、フローティングディフュージョンである。リセットトランジスタ3は、電荷電圧変換部21をリセットする。リセットトランジスタ3は、例えば、リセットMOSトランジスタであり、第1の制御回路7から行制御線経由でアクティブなリセット制御信号がゲートに供給された際にオンすることにより、電荷電圧変換部21をリセットする。増幅トランジスタ4は、電荷電圧変換部21の電圧に応じた信号を出力する。増幅トランジスタ4は、例えば、増幅MOSトランジスタであり、列信号線SLに接続された定電流源(図示せず)とともにソースフォロワ動作を行うことにより、電荷電圧変換部21の電圧に応じた信号を列信号線SLへ出力する。すなわち、増幅トランジスタ4は、リセットトランジスタ3により電荷電圧変換部21がリセットされた状態で電荷電圧変換部21の電圧に応じたリセット信号を列信号線SLへ出力する。増幅トランジスタ4は、転送トランジスタ2により光電変換部1の電荷が電荷電圧変換部21へ転送された状態で電荷電圧変換部21の電圧に応じた光信号を列信号線SLへ出力する。選択トランジスタ5は、画素6を選択状態/非選択状態にする。選択トランジスタ5は、例えば、選択MOSトランジスタであり、第1の制御回路7から行制御線経由でアクティブな選択制御信号がゲートに供給された際にオンすることにより、画素6を選択状態にする。選択トランジスタ5は、例えば、選択MOSトランジスタであり、第1の制御回路7から行制御線経由でノンアクティブな選択制御信号がゲートに供給された際にオンすることにより、画素6を非選択状態にする。   In the pixel array 10, a plurality of pixels 6 are arranged in the row direction and the column direction. In FIG. 1, for simplification of description, a pixel array composed of pixels of 2 rows × 2 columns is illustrated. Each pixel 6 includes a photoelectric conversion unit 1, a transfer transistor 2, a charge / voltage conversion unit 21, a reset transistor 3, an amplification transistor 4, and a selection transistor 5. The photoelectric conversion unit 1 generates and accumulates charges corresponding to light. The photoelectric conversion unit 1 is, for example, a photodiode. The transfer transistor 2 transfers the charge generated in the photoelectric conversion unit 1 to the charge voltage conversion unit 21. The transfer transistor 2 is, for example, a transfer MOS transistor, and is generated in the photoelectric conversion unit 1 by being turned on when an active transfer control signal is supplied from the first control circuit 7 to the gate via the row control line. The charge is transferred to the charge / voltage converter 21. The charge-voltage converter 21 converts the transferred charge into a voltage. The charge voltage conversion unit 21 is, for example, a floating diffusion. The reset transistor 3 resets the charge-voltage conversion unit 21. The reset transistor 3 is, for example, a reset MOS transistor and is turned on when an active reset control signal is supplied to the gate from the first control circuit 7 via the row control line, thereby resetting the charge-voltage conversion unit 21. To do. The amplification transistor 4 outputs a signal corresponding to the voltage of the charge-voltage conversion unit 21. The amplification transistor 4 is, for example, an amplification MOS transistor, and performs a source follower operation together with a constant current source (not shown) connected to the column signal line SL, so that a signal corresponding to the voltage of the charge-voltage conversion unit 21 is obtained. Output to the column signal line SL. That is, the amplification transistor 4 outputs a reset signal corresponding to the voltage of the charge voltage conversion unit 21 to the column signal line SL in a state where the charge voltage conversion unit 21 is reset by the reset transistor 3. The amplification transistor 4 outputs an optical signal corresponding to the voltage of the charge-voltage conversion unit 21 to the column signal line SL in a state where the charge of the photoelectric conversion unit 1 is transferred to the charge-voltage conversion unit 21 by the transfer transistor 2. The selection transistor 5 brings the pixel 6 into a selected state / non-selected state. The selection transistor 5 is, for example, a selection MOS transistor, and is turned on when an active selection control signal is supplied to the gate from the first control circuit 7 via the row control line, thereby bringing the pixel 6 into a selected state. . The selection transistor 5 is, for example, a selection MOS transistor, and is turned on when a non-active selection control signal is supplied to the gate from the first control circuit 7 via the row control line, so that the pixel 6 is not selected. To.

第1の制御回路7は、画素配列PAにおける行を選択し、選択した行の各画素から列信号線SLへノイズ信号と光信号とが異なるタイミングで出力されるように、画素配列PAにおける複数の画素6を制御する。   The first control circuit 7 selects a row in the pixel array PA, and a plurality of pixels in the pixel array PA are output so that a noise signal and an optical signal are output from each pixel in the selected row to the column signal line SL at different timings. The pixel 6 is controlled.

第2の制御回路8は、選択した行の各画素から列信号線SLへ出力されたノイズ信号と光信号とをそれぞれ一時的に保持し、その後、保持した各信号を出力アンプ(図示せず)へ転送する。   The second control circuit 8 temporarily holds a noise signal and an optical signal output from each pixel in the selected row to the column signal line SL, and then outputs each held signal to an output amplifier (not shown). ).

次に、本発明の第1実施形態に係る光電変換装置100における詳細な構成を、図2及び図3を用いて説明する。図2は、本発明の第1実施形態に係る光電変換装置100のレイアウト構成を示す図である。図3は、本発明の第1実施形態に係る光電変換装置100の断面構成を示す図であり、図2に示す光電変換装置100をA−B−C−Dに沿って切った場合の断面を示す図である。   Next, a detailed configuration of the photoelectric conversion apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram showing a layout configuration of the photoelectric conversion apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram illustrating a cross-sectional configuration of the photoelectric conversion device 100 according to the first embodiment of the present invention, and a cross section when the photoelectric conversion device 100 illustrated in FIG. 2 is cut along A-B-C-D. FIG.

光電変換装置100では、半導体基板SBの撮像領域IAにおいて、図2に示すように、複数の画素6が行方向及び列方向に配置される。各画素6は、上述のように、光電変換部1とトランジスタ群(2〜5)(図1参照)とを含む。   In the photoelectric conversion device 100, in the imaging area IA of the semiconductor substrate SB, as shown in FIG. 2, a plurality of pixels 6 are arranged in the row direction and the column direction. Each pixel 6 includes the photoelectric conversion unit 1 and the transistor groups (2 to 5) (see FIG. 1) as described above.

光電変換部1は、複数の画素6の配列に対応して、行方向及び列方向に配列されている。トランジスタ群(2〜5)は、その画素6の光電変換部1と、その画素6に対する列方向に隣接する画素6の光電変換部1との間に配されている。行方向に隣接する画素6の間で複数の光電変換部1は隣接している。行方向に隣接する画素6の間で複数のトランジスタ群(2〜5)は隣接している。列方向に隣接する画素の間で光電変換部1とトランジスタ群(2〜5)とは隣接している。   The photoelectric conversion units 1 are arranged in the row direction and the column direction corresponding to the arrangement of the plurality of pixels 6. The transistor group (2 to 5) is arranged between the photoelectric conversion unit 1 of the pixel 6 and the photoelectric conversion unit 1 of the pixel 6 adjacent to the pixel 6 in the column direction. The plurality of photoelectric conversion units 1 are adjacent between the pixels 6 adjacent in the row direction. A plurality of transistor groups (2 to 5) are adjacent between the pixels 6 adjacent in the row direction. Between the pixels adjacent in the column direction, the photoelectric conversion unit 1 and the transistor groups (2 to 5) are adjacent to each other.

光電変換部1は、電荷蓄積層26及び保護層25を含む。電荷蓄積層26は、半導体基板SB内に配され、光電変換により発生した電荷を蓄積する。電荷蓄積層26は、第1の導電型(例えば、N型)の不純物を含む。保護層25は、半導体基板SBの表面近傍に配され、電荷蓄積層26を保護する。保護層25は、第2の導電型(例えば、P型)の不純物を含む。   The photoelectric conversion unit 1 includes a charge storage layer 26 and a protective layer 25. The charge storage layer 26 is disposed in the semiconductor substrate SB and stores charges generated by photoelectric conversion. The charge storage layer 26 includes a first conductivity type (for example, N-type) impurity. The protective layer 25 is disposed near the surface of the semiconductor substrate SB and protects the charge storage layer 26. The protective layer 25 includes a second conductivity type (for example, P-type) impurity.

トランジスタ群(2〜5)は、光電変換部1の電荷蓄積層26に蓄積された信号(電荷)を読み出すためのトランジスタの集まりである。トランジスタ群(2〜5)は、転送トランジスタ2、リセットトランジスタ3、増幅トランジスタ4、及び選択トランジスタ5を含む。転送トランジスタ2とリセットトランジスタ3との間には、電荷電圧変換部21が配されている。リセットトランジスタ3と増幅トランジスタ4との間には、配線層(図示せず)及びコンタクトプラグ(図示せず)を介して電源電圧が供給される電極となる半導体領域22(図1参照)が配されている。半導体領域22は、第1の導電型の不純物を含む。増幅トランジスタ4と選択トランジスタ5との間には、半導体領域23(図1参照)が配されている。半導体領域23は、第1の導電型の不純物を含む。選択トランジスタ5に対する増幅トランジスタ4と反対側に隣接する位置には、コンタクトプラグ(図示せず)を介して列信号線SL(図1参照)へ信号を出力するための電極となる半導体領域24(図1参照)が配されている。半導体領域24は、第1の導電型の不純物を含む。   The transistor group (2 to 5) is a group of transistors for reading signals (charges) accumulated in the charge accumulation layer 26 of the photoelectric conversion unit 1. The transistor group (2 to 5) includes a transfer transistor 2, a reset transistor 3, an amplification transistor 4, and a selection transistor 5. A charge-voltage converter 21 is disposed between the transfer transistor 2 and the reset transistor 3. Between the reset transistor 3 and the amplification transistor 4, a semiconductor region 22 (see FIG. 1) serving as an electrode to which a power supply voltage is supplied via a wiring layer (not shown) and a contact plug (not shown) is arranged. Has been. The semiconductor region 22 includes a first conductivity type impurity. A semiconductor region 23 (see FIG. 1) is disposed between the amplification transistor 4 and the selection transistor 5. The semiconductor region 23 contains an impurity of the first conductivity type. A semiconductor region 24 serving as an electrode for outputting a signal to a column signal line SL (see FIG. 1) via a contact plug (not shown) is provided at a position adjacent to the selection transistor 5 on the opposite side to the amplification transistor 4. (See FIG. 1). The semiconductor region 24 includes a first conductivity type impurity.

また、光電変換装置100では、半導体基板SBの撮像領域IAにおいて、図2及び図3に示すように、第1の素子分離部11、第2の素子分離部13、及び第3の素子分離部12が配されている。第1の素子分離部11、第2の素子分離部13、及び第3の素子分離部12は、いずれも、半導体基板SBに形成されたトレンチに絶縁物(例えば、シリコン酸化物)が埋め込まれたSTI構造を有している。   In the photoelectric conversion device 100, in the imaging region IA of the semiconductor substrate SB, as illustrated in FIGS. 2 and 3, the first element isolation unit 11, the second element isolation unit 13, and the third element isolation unit. 12 is arranged. In each of the first element isolation unit 11, the second element isolation unit 13, and the third element isolation unit 12, an insulator (for example, silicon oxide) is embedded in a trench formed in the semiconductor substrate SB. Have an STI structure.

第1の素子分離部11は、隣接する画素の間で複数の光電変換部1を電気的に分離する。第2の素子分離部13は、隣接する画素の間で複数のトランジスタ群(2〜5)を電気的に分離する。第1の素子分離部11は、第2の素子分離部13より平面方向の幅が狭くかつ深さが浅い部分を有する。具体的には、素子分離部11の平面方向の幅をW11、半導体基板SBの表面SBaからの素子分離部11の深さをD11、素子分離部13の平面方向の幅をW13、半導体基板SBの表面SBaからの素子分離部13の深さをD13とする。このとき、
W11<W13・・・数式1
かつ
D11<D13・・・数式2
となっている。
The first element isolation unit 11 electrically isolates the plurality of photoelectric conversion units 1 between adjacent pixels. The second element isolation unit 13 electrically isolates the plurality of transistor groups (2 to 5) between adjacent pixels. The first element isolation portion 11 has a portion whose width in the plane direction is narrower and shallower than that of the second element isolation portion 13. Specifically, the width in the plane direction of the element isolation portion 11 is W11, the depth of the element isolation portion 11 from the surface SBa of the semiconductor substrate SB is D11, the width in the plane direction of the element isolation portion 13 is W13, and the semiconductor substrate SB. The depth of the element isolation part 13 from the surface SBa is D13. At this time,
W11 <W13 Formula 1
And D11 <D13 ... Equation 2
It has become.

ここで、電源電圧が5Vの場合を考える。リセットトランジスタ3及び転送トランジスタ2の動作閾値と、増幅トランジスタ4を線形動作領域で動作させることとを考慮すると、光電変換部1には、電源電圧以下のたとえば3V程度しか印加されない。素子分離部11の両端での電位差は低く、電位差に起因する耐圧が低くても問題なく、素子分離部11自体に加わる電位が小さいことにより、寄生MOSトランジスタの動作閾値が低くても誤動作が起こりにくい。   Here, consider a case where the power supply voltage is 5V. Considering the operation thresholds of the reset transistor 3 and the transfer transistor 2 and the operation of the amplification transistor 4 in the linear operation region, only about 3 V, for example, less than the power supply voltage is applied to the photoelectric conversion unit 1. The potential difference between both ends of the element isolation unit 11 is low, and there is no problem even if the withstand voltage due to the potential difference is low. Since the potential applied to the element isolation unit 11 is small, malfunction occurs even if the operation threshold of the parasitic MOS transistor is low. Hateful.

ここで、仮に、耐圧が最も厳しい領域に合わせて設計された深さで全ての素子分離部を形成した場合を考える。この場合、トレンチのアスペクト比(深さ/幅)が大きいとトレンチ内へ絶縁物が均一に埋め込まれず、空隙や界面への余計なストレスなどを生じ、素子分離特性の設計値からの変動が生じる可能性がある。そこで、十分な埋め込み特性が得られるトレンチのアスペクト比で素子分離部を形成すると、上記のように耐圧が低くても問題ない領域であっても、アスペクト比に制約を受けて、その設計された深さに対応した幅以下に微細化することが困難である。すなわち、耐圧が低くても問題ない領域では、その設計された深さより素子分離部の深さが浅くても問題ないにも関わらず、必要以上に素子分離部の幅が広くなる。   Here, suppose a case where all the element isolation portions are formed with a depth designed in accordance with a region where the withstand voltage is most severe. In this case, when the aspect ratio (depth / width) of the trench is large, the insulator is not uniformly embedded in the trench, causing extra stress on the air gap and interface, and the element isolation characteristics vary from the design value. there is a possibility. Therefore, when the isolation portion is formed with an aspect ratio of the trench that provides sufficient filling characteristics, even if the breakdown voltage is low as described above, even if it is a region where there is no problem, the aspect ratio is limited. It is difficult to make it finer than the width corresponding to the depth. That is, in a region where there is no problem even if the breakdown voltage is low, the width of the element isolation portion becomes wider than necessary even though the depth of the element isolation portion is less than the designed depth.

それに対して、本実施形態では、アスペクト比の制約を受けても、数式2に示すように、素子分離部11の深さを素子分離部13の深さより浅くし、数式1に示すように、素子分離部11の幅を素子分離部13の幅より狭くしている。これにより、必要以上に素子分離部11の幅を広くすることを抑制している。   On the other hand, in this embodiment, even if the aspect ratio is restricted, the depth of the element isolation unit 11 is made shallower than the depth of the element isolation unit 13 as shown in Equation 2, and as shown in Equation 1, The width of the element isolation part 11 is made narrower than the width of the element isolation part 13. As a result, the width of the element isolation portion 11 is prevented from being increased more than necessary.

また、第1の素子分離部11の上面11aと第2の素子分離部13の上面13aと第3の素子分離部12の上面12aとは、半導体基板SBの表面SBaからの高さが等しい。具体的には、半導体基板SBの表面SBaからの第1の素子分離部11の上面11aの高さをH11、半導体基板SBの表面SBaからの第2の素子分離部13の上面13aの高さをH13とする。半導体基板SBの表面SBaからの第3の素子分離部12の上面12aの高さをH12とする。このとき、
H11=H12=H13・・・数式3
となる。これにより、各素子分離部の上方に配線等を形成しやすくなっている。
Further, the upper surface 11a of the first element isolation unit 11, the upper surface 13a of the second element isolation unit 13, and the upper surface 12a of the third element isolation unit 12 have the same height from the surface SBa of the semiconductor substrate SB. Specifically, the height of the upper surface 11a of the first element isolation portion 11 from the surface SBa of the semiconductor substrate SB is H11, and the height of the upper surface 13a of the second element isolation portion 13 from the surface SBa of the semiconductor substrate SB. Is H13. The height of the upper surface 12a of the third element isolation part 12 from the surface SBa of the semiconductor substrate SB is set to H12. At this time,
H11 = H12 = H13 Formula 3
It becomes. This makes it easy to form wirings and the like above each element isolation portion.

さらに、光電変換装置100では、半導体基板SBの撮像領域IAにおいて、図2及び図3に示すように、第1の半導体領域131、第2の半導体領域133、及び第3の半導体領域132が配されている。   Further, in the photoelectric conversion device 100, as shown in FIGS. 2 and 3, the first semiconductor region 131, the second semiconductor region 133, and the third semiconductor region 132 are arranged in the imaging region IA of the semiconductor substrate SB. Has been.

第1の半導体領域131は、第1の素子分離部11の下に配されている。第1の半導体領域131は、第1の導電型(例えば、N型)と反対の導電型である第2の導電型(例えば、P型)の不純物を含む領域であって、P型不純物層31に加えてP型不純物層32を含む。これは、素子分離部11を狭く浅くしたことで、光電変換部同士が近接し、深い場所で光電変換された電子が隣接する光電変換部へクロストークする可能性があり、これを防止するものである。つまり、P型不純物層31及びP型不純物層32は半導体基板SBを基準に電子に対してポテンシャルとしての機能を有する。また、P型不純物層32の追加により寄生MOSトランジスタの動作閾値を低下させることが可能である。   The first semiconductor region 131 is disposed under the first element isolation unit 11. The first semiconductor region 131 is a region containing a second conductivity type (for example, P-type) impurity that is the opposite conductivity type to the first conductivity type (for example, N-type), and is a P-type impurity layer. In addition to 31, a P-type impurity layer 32 is included. This is because the photoelectric conversion parts are close to each other and the electrons photoelectrically converted in a deep place may cross-talk to the adjacent photoelectric conversion part by preventing the element isolation part 11 from being narrowed and shallow. It is. That is, the P-type impurity layer 31 and the P-type impurity layer 32 have a function as a potential with respect to electrons with respect to the semiconductor substrate SB. In addition, the operation threshold of the parasitic MOS transistor can be lowered by adding the P-type impurity layer 32.

第2の半導体領域133は、第2の素子分離部13の下に配されている。第2の半導体領域133は、第2の導電型の不純物を含む領域であって、P型不純物層31を含む。   The second semiconductor region 133 is disposed under the second element isolation unit 13. The second semiconductor region 133 is a region containing a second conductivity type impurity and includes a P-type impurity layer 31.

第1の半導体領域131の深さ方向の長さは、第2の半導体領域133の深さ方向の長
さより長い。具体的には、第1の半導体領域131の深さ方向の長さをL11、第2の半
導体領域133の深さ方向の長さL13とすると、
L11L13・・・数式4
となる。
The length of the first semiconductor region 131 in the depth direction is longer than the length of the second semiconductor region 133 in the depth direction. Specifically, when the length in the depth direction of the first semiconductor region 131 is L11 and the length L13 in the depth direction of the second semiconductor region 133 is,
L11 > L13 Formula 4
It becomes.

一方、光電変換装置100では、半導体基板SBの周辺領域PAにおいて、第4の素子分離部14(図12参照)が配されている。第4の素子分離部14は、半導体基板SBに形成されたトレンチに絶縁物(例えば、シリコン酸化物)が埋め込まれたSTI構造を有している。   On the other hand, in the photoelectric conversion device 100, the fourth element isolation portion 14 (see FIG. 12) is arranged in the peripheral area PA of the semiconductor substrate SB. The fourth element isolation portion 14 has an STI structure in which an insulator (for example, silicon oxide) is embedded in a trench formed in the semiconductor substrate SB.

第4の素子分離部14は、第1の制御回路7又は第2の制御回路8(図1参照)に含まれる複数の素子(図示せず)を電気的に分離する。第1の素子分離部11は、第4の素子分離部14より平面方向の幅が狭くかつ深さが浅い部分を有する。具体的には、素子分離部14の平面方向の幅をW14、半導体基板SBの表面SBaからの素子分離部14の深さをD14とすると、
W11<W14・・・数式5
かつ
D11<D14・・・数式6
となっている。
The fourth element isolation unit 14 electrically isolates a plurality of elements (not shown) included in the first control circuit 7 or the second control circuit 8 (see FIG. 1). The first element isolation portion 11 has a portion whose width in the plane direction is narrower and shallower than that of the fourth element isolation portion 14. Specifically, when the width in the planar direction of the element isolation portion 14 is W14 and the depth of the element isolation portion 14 from the surface SBa of the semiconductor substrate SB is D14,
W11 <W14 ... Formula 5
And D11 <D14 Equation 6
It has become.

このように、撮像領域における寄生MOSトランジスタが形成されにくい隣接する複数の光電変換部の間の領域を電気的に分離する素子分離部は、平面方向の幅が狭くかつ深さが浅くなっている。これにより、画素サイズの微細化が行われた際にも、光電変換部の面積を大きくとることができ、また光電変換部の周辺における素子分離部形成時の半導体基板のエッチング量を少なくすることが可能となるので、暗電流の低減の効果も得られる。   As described above, the element isolation portion that electrically isolates the region between the adjacent photoelectric conversion portions in which the parasitic MOS transistor is difficult to be formed in the imaging region is narrow in the planar direction and shallow in depth. . As a result, even when the pixel size is reduced, the area of the photoelectric conversion portion can be increased, and the amount of etching of the semiconductor substrate when forming the element isolation portion around the photoelectric conversion portion is reduced. Therefore, the effect of reducing dark current can also be obtained.

一方、撮像領域における寄生MOSトランジスタが形成される可能性がある隣接する複数のトランジスタ群の間の領域又は周辺領域における複数の素子の間の領域を電気的に分離する素子分離部は、平面方向の幅が広くかつ深さが深くなっている。これにより、寄生MOSトランジスタが動作することを防止できる。   On the other hand, the element isolation portion that electrically isolates a region between a plurality of adjacent transistor groups or a region between a plurality of elements in a peripheral region where a parasitic MOS transistor may be formed in the imaging region is a planar direction. Is wide and deep. This can prevent the parasitic MOS transistor from operating.

すなわち、画素の寸法を微細化した場合でも、画素において、光電変換部の受光面積を確保しながら光電変換部における暗電流を低減できるとともに、寄生MOSトランジスタが動作することを防止できる。   That is, even when the size of the pixel is reduced, in the pixel, the dark current in the photoelectric conversion unit can be reduced while securing the light receiving area of the photoelectric conversion unit, and the parasitic MOS transistor can be prevented from operating.

次に、本発明の第1実施形態に係る光電変換装置100の製造方法を、図4〜図12を用いて説明する。図4〜図12は、本発明の第1実施形態に係る光電変換装置100の製造方法を示す工程断面図である。なお、図4〜図12の図中では、第1の素子分離部11に対応した領域をX、第3の素子分離部12に対応した領域をY、第2の素子分離部13に対応した領域をZ、第4の素子分離部14に対応した領域をPとして、それぞれの素子分離部の製造工程を示す。   Next, a method for manufacturing the photoelectric conversion device 100 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4-12 is process sectional drawing which shows the manufacturing method of the photoelectric conversion apparatus 100 which concerns on 1st Embodiment of this invention. 4 to 12, the region corresponding to the first element isolation unit 11 is X, the region corresponding to the third element isolation unit 12 is Y, and the second element isolation unit 13 is corresponding. A manufacturing process of each element isolation part is shown, where Z is an area and P is an area corresponding to the fourth element isolation part 14.

図4に示す工程では、半導体基板SBの表面を酸化して、酸化膜51を形成し、次に酸化膜51の上にシリコン窒化膜52を形成する。   In the step shown in FIG. 4, the surface of the semiconductor substrate SB is oxidized to form an oxide film 51, and then a silicon nitride film 52 is formed on the oxide film 51.

図5に示す工程では、後に素子分離部を形成する箇所のシリコン窒化膜52を選択的に除去する。   In the step shown in FIG. 5, the silicon nitride film 52 at a location where an element isolation portion is to be formed later is selectively removed.

図6に示す工程(第2のエッチング工程)では、半導体基板SBの表面SBaにおける隣接する画素の間で複数の光電変換部を電気的に分離する第1の素子分離部11を形成すべき領域SBa1を、レジストパターン53で覆う。その後、半導体基板SBをエッチングし、第2のトレンチ54Z、第3のトレンチ54Y、及び第4のトレンチ54Pを形成する。すなわち、半導体基板SBの表面SBaにおける隣接する画素の間で複数のトランジスタ群を電気的に分離する第2の素子分離部13を形成すべき領域SBa3を選択的にエッチングすることにより、第2のトレンチ54Zを形成する。半導体基板SBの表面SBaにおける隣接する画素の間で光電変換部とトランジスタ群とを電気的に分離する第3の素子分離部12を形成すべき領域SBa2を選択的にエッチングすることにより、第3のトレンチ54Yを形成する。半導体基板SBの表面SBaの周辺領域における制御回路に含まれる複数の素子を電気的に分離する第4の素子分離部14を形成すべき領域SBa4を選択的にエッチングすることにより、第4のトレンチ54Pを形成する。   In the step shown in FIG. 6 (second etching step), a region in which the first element isolation portion 11 that electrically isolates a plurality of photoelectric conversion portions between adjacent pixels on the surface SBa of the semiconductor substrate SB is to be formed. SBa1 is covered with a resist pattern 53. Thereafter, the semiconductor substrate SB is etched to form the second trench 54Z, the third trench 54Y, and the fourth trench 54P. That is, by selectively etching the region SBa3 where the second element isolation portion 13 that electrically isolates the plurality of transistor groups between adjacent pixels on the surface SBa of the semiconductor substrate SB is formed, the second A trench 54Z is formed. By selectively etching the region SBa2 where the third element isolation portion 12 that electrically isolates the photoelectric conversion portion and the transistor group between adjacent pixels on the surface SBa of the semiconductor substrate SB is formed, The trench 54Y is formed. By selectively etching the region SBa4 in which the fourth element isolation portion 14 for electrically isolating a plurality of elements included in the control circuit in the peripheral region of the surface SBa of the semiconductor substrate SB is formed, a fourth trench is formed. 54P is formed.

図7に示す工程(第1のエッチング工程)では、レジストパターン53を除去した後、第2のトレンチ54Z、第3のトレンチ54Y、及び第4のトレンチ54Pをレジストパターン55で覆う。その後、領域SBa1(図7参照)を選択的にエッチングすることにより、第1のトレンチ56を形成する。この工程では、第2のトレンチ54Zより平面方向の幅が狭くかつ深さが浅い部分を有するように、第1のトレンチ56を形成する。また、この工程では、第4のトレンチ54Pより平面方向の幅が狭くかつ深さが浅い部分を有するように、第1のトレンチ56を形成する。   In the step shown in FIG. 7 (first etching step), after removing the resist pattern 53, the second trench 54Z, the third trench 54Y, and the fourth trench 54P are covered with the resist pattern 55. Thereafter, the first trench 56 is formed by selectively etching the region SBa1 (see FIG. 7). In this step, the first trench 56 is formed so as to have a portion whose width in the planar direction is narrower and shallower than the second trench 54Z. In this step, the first trench 56 is formed so as to have a portion whose width in the planar direction is narrower and shallower than that of the fourth trench 54P.

図8に示す工程では、レジストパターン55を除去した後、半導体基板SBにおける露出した部分を熱処理によって酸化する。   In the step shown in FIG. 8, after the resist pattern 55 is removed, the exposed portion of the semiconductor substrate SB is oxidized by heat treatment.

図9に示す工程では、周辺領域PAを覆うレジストパターン57を形成し、P型不純物を注入する。これにより、撮像領域IAにおける第1のトレンチ56、第2のトレンチ54Z、第3のトレンチ54Yの下部にチャネルストップ層としてのP型不純物層31を形成する。   In the step shown in FIG. 9, a resist pattern 57 covering the peripheral area PA is formed, and P-type impurities are implanted. As a result, the P-type impurity layer 31 as a channel stop layer is formed below the first trench 56, the second trench 54Z, and the third trench 54Y in the imaging region IA.

図10に示す工程では、レジストパターン57を除去した後に、絶縁物58を、HDP−CVD(High Density Plasma Chemical Vapor Deposition)法などにより形成する。絶縁物58は、例えば、シリコン酸化物である。これにより、第1の素子分離部11、第2の素子分離部13、第3の素子分離部12、及び第4の素子分離部14を形成するとともに、半導体基板SBの表面SBaが全面的に絶縁物58で覆われる。   In the step shown in FIG. 10, after removing the resist pattern 57, the insulator 58 is formed by HDP-CVD (High Density Plasma Chemical Vapor Deposition) method or the like. The insulator 58 is, for example, silicon oxide. As a result, the first element isolation unit 11, the second element isolation unit 13, the third element isolation unit 12, and the fourth element isolation unit 14 are formed, and the surface SBa of the semiconductor substrate SB is entirely formed. It is covered with an insulator 58.

図11に示す工程では、CMP(Chemical Mechanical Polishing)法などを用いて、絶縁物58の表面58aを研磨することにより、シリコン窒化膜52上の絶縁物58を除去する。このとき、シリコン窒化膜52が、CMPのストッパー層として作用し、素子分離部が半導体基板より突き出している部分の高さを制御し、研磨を行うことが可能となる。これにより、第1の素子分離部11と第2の素子分離部13と第3の素子分離部12と第4の素子分離部14とが互いに分離される。   In the step shown in FIG. 11, the insulator 58 on the silicon nitride film 52 is removed by polishing the surface 58a of the insulator 58 by using a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method or the like. At this time, the silicon nitride film 52 functions as a CMP stopper layer, and it is possible to perform polishing by controlling the height of the portion where the element isolation portion protrudes from the semiconductor substrate. Accordingly, the first element isolation unit 11, the second element isolation unit 13, the third element isolation unit 12, and the fourth element isolation unit 14 are separated from each other.

図12に示す工程では、酸化膜51及びシリコン窒化膜52を除去する。   In the step shown in FIG. 12, the oxide film 51 and the silicon nitride film 52 are removed.

このような形成方法に依れば、従来のSTIの形成方法に対して、必要最小限の工程の付加で本実施形態における素子分離部を形成することが可能となる。   According to such a forming method, it is possible to form the element isolation portion in the present embodiment with the addition of the minimum necessary steps compared to the conventional STI forming method.

また、素子分離部が半導体基板より突き出した部分を制御する研磨の工程を共通化することにより、深さの異なるSTI構造を形成した際にも平坦性を悪化させることがない。すなわち、素子分離部よりも上層に形成される絶縁膜や、配線層などの平坦性を向上させることが可能となり、結果光電変換装置自体の歩留まりを向上させることも可能となる。   Further, by sharing the polishing process for controlling the portion where the element isolation portion protrudes from the semiconductor substrate, the flatness is not deteriorated even when the STI structure having different depths is formed. That is, it is possible to improve the flatness of an insulating film or a wiring layer formed above the element isolation portion, and as a result, it is possible to improve the yield of the photoelectric conversion device itself.

以上のように、本実施形態によれば、光電変換装置において、幅が狭くかつ深さの浅い素子分離部による微細化及び暗電流低減の効果と、より幅が広く深さの深い素子分離部による寄生MOSトランジスタの動作抑制効果との両立が可能となる。   As described above, according to the present embodiment, in the photoelectric conversion device, the effect of miniaturization and dark current reduction by the narrow and shallow element isolation part, and the wider and deep element isolation part. Thus, it is possible to achieve both the effect of suppressing the operation of the parasitic MOS transistor.

なお、図2及び図3では、説明の簡略化のため半導体基板と素子分離部、およびゲート電極のみを図示している。実際には絶縁膜や配線層、コンタクトホール、カラーフィルタやオンチップマイクロレンズなどが必要に応じて形成されている。   2 and 3, only the semiconductor substrate, the element isolation portion, and the gate electrode are shown for the sake of simplicity. In practice, an insulating film, a wiring layer, a contact hole, a color filter, an on-chip microlens, and the like are formed as necessary.

次に、本発明の光電変換装置を適用した撮像システムの一例を図13に示す。   Next, an example of an imaging system to which the photoelectric conversion device of the present invention is applied is shown in FIG.

撮像システム90は、図13に示すように、主として、光学系、撮像装置86及び信号処理部を備える。光学系は、主として、シャッター91、レンズ92及び絞り93を備える。撮像装置86は、光電変換装置100を含む。信号処理部は、主として、撮像信号処理回路95、A/D変換器96、画像信号処理部97、メモリ部87、外部I/F部89、タイミング発生部98、全体制御・演算部99、記録媒体88及び記録媒体制御I/F部94を備える。なお、信号処理部は、記録媒体88を備えなくても良い。   As shown in FIG. 13, the imaging system 90 mainly includes an optical system, an imaging device 86, and a signal processing unit. The optical system mainly includes a shutter 91, a lens 92, and a diaphragm 93. The imaging device 86 includes a photoelectric conversion device 100. The signal processing unit mainly includes an imaging signal processing circuit 95, an A / D converter 96, an image signal processing unit 97, a memory unit 87, an external I / F unit 89, a timing generation unit 98, an overall control / calculation unit 99, and a recording. A medium 88 and a recording medium control I / F unit 94 are provided. The signal processing unit may not include the recording medium 88.

シャッター91は、光路上においてレンズ92の手前に設けられ、露出を制御する。   The shutter 91 is provided in front of the lens 92 on the optical path, and controls exposure.

レンズ92は、入射した光を屈折させて、撮像装置86の光電変換装置100の撮像面に被写体の像を形成する。   The lens 92 refracts the incident light to form an image of the subject on the imaging surface of the photoelectric conversion device 100 of the imaging device 86.

絞り93は、光路上においてレンズ92と光電変換装置100との間に設けられ、レンズ92を通過後に光電変換装置100へ導かれる光の量を調節する。   The diaphragm 93 is provided between the lens 92 and the photoelectric conversion device 100 on the optical path, and adjusts the amount of light guided to the photoelectric conversion device 100 after passing through the lens 92.

撮像装置86の光電変換装置100は、光電変換装置100の撮像面に形成された被写体の像を画像信号に変換する。撮像装置86は、その画像信号を光電変換装置100から読み出して出力する。   The photoelectric conversion device 100 of the imaging device 86 converts the subject image formed on the imaging surface of the photoelectric conversion device 100 into an image signal. The imaging device 86 reads the image signal from the photoelectric conversion device 100 and outputs it.

撮像信号処理回路95は、撮像装置86に接続されており、撮像装置86から出力された画像信号を処理する。   The imaging signal processing circuit 95 is connected to the imaging device 86 and processes the image signal output from the imaging device 86.

A/D変換器96は、撮像信号処理回路95に接続されており、撮像信号処理回路95から出力された処理後の画像信号(アナログ信号)を画像信号(デジタル信号)へ変換する。   The A / D converter 96 is connected to the imaging signal processing circuit 95 and converts the processed image signal (analog signal) output from the imaging signal processing circuit 95 into an image signal (digital signal).

画像信号処理部97は、A/D変換器96に接続されており、A/D変換器96から出力された画像信号(デジタル信号)に各種の補正等の演算処理を行い、画像データを生成する。この画像データは、メモリ部87、外部I/F部89、全体制御・演算部99及び記録媒体制御I/F部94などへ供給される。   The image signal processing unit 97 is connected to the A / D converter 96, and performs various kinds of arithmetic processing such as correction on the image signal (digital signal) output from the A / D converter 96 to generate image data. To do. The image data is supplied to the memory unit 87, the external I / F unit 89, the overall control / calculation unit 99, the recording medium control I / F unit 94, and the like.

メモリ部87は、画像信号処理部97に接続されており、画像信号処理部97から出力された画像データを記憶する。   The memory unit 87 is connected to the image signal processing unit 97 and stores the image data output from the image signal processing unit 97.

外部I/F部89は、画像信号処理部97に接続されている。これにより、画像信号処理部97から出力された画像データを、外部I/F部89を介して外部の機器(パソコン等)へ転送する。   The external I / F unit 89 is connected to the image signal processing unit 97. Thus, the image data output from the image signal processing unit 97 is transferred to an external device (such as a personal computer) via the external I / F unit 89.

タイミング発生部98は、撮像装置86、撮像信号処理回路95、A/D変換器96及び画像信号処理部97に接続されている。これにより、撮像装置86、撮像信号処理回路95、A/D変換器96及び画像信号処理部97へタイミング信号を供給する。そして、撮像装置86、撮像信号処理回路95、A/D変換器96及び画像信号処理部97がタイミング信号に同期して動作する。   The timing generation unit 98 is connected to the imaging device 86, the imaging signal processing circuit 95, the A / D converter 96, and the image signal processing unit 97. Thereby, a timing signal is supplied to the imaging device 86, the imaging signal processing circuit 95, the A / D converter 96, and the image signal processing unit 97. The imaging device 86, the imaging signal processing circuit 95, the A / D converter 96, and the image signal processing unit 97 operate in synchronization with the timing signal.

全体制御・演算部99は、タイミング発生部98、画像信号処理部97及び記録媒体制御I/F部94に接続されており、タイミング発生部98、画像信号処理部97及び記録媒体制御I/F部94を全体的に制御する。   The overall control / arithmetic unit 99 is connected to the timing generation unit 98, the image signal processing unit 97, and the recording medium control I / F unit 94, and the timing generation unit 98, the image signal processing unit 97, and the recording medium control I / F. The unit 94 is controlled as a whole.

記録媒体88は、記録媒体制御I/F部94に取り外し可能に接続されている。これにより、画像信号処理部97から出力された画像データを、記録媒体制御I/F部94を介して記録媒体88へ記録する。   The recording medium 88 is detachably connected to the recording medium control I / F unit 94. As a result, the image data output from the image signal processing unit 97 is recorded on the recording medium 88 via the recording medium control I / F unit 94.

以上の構成により、光電変換装置100において良好な画像信号が得られれば、良好な画像(画像データ)を得ることができる。   With the above configuration, if a good image signal is obtained in the photoelectric conversion device 100, a good image (image data) can be obtained.

本発明の第2実施形態に係る光電変換装置200を、図14及び図15を用いて説明する。図14は、本発明の第2実施形態に係る光電変換装置200のレイアウト構成を示す図である。図15は、本発明の第2実施形態に係る光電変換装置200の断面構成を示す図であり、図14に示す光電変換装置200をA−B−C−Dに沿って切った場合の断面を示す図である。以下では、第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。   A photoelectric conversion device 200 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 14 and 15. FIG. 14 is a diagram showing a layout configuration of the photoelectric conversion apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 15 is a diagram illustrating a cross-sectional configuration of a photoelectric conversion apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention, and a cross section when the photoelectric conversion apparatus 200 illustrated in FIG. 14 is cut along A-B-C-D. FIG. Below, it demonstrates centering on a different part from 1st Embodiment.

また、光電変換装置200では、半導体基板SBの撮像領域IAにおいて、図14及び図15に示すように、第3の素子分離部212が配されている。第3の素子分離部212は、第2の素子分離部13より平面方向の幅が狭くかつ深さが浅い部分を有する。具体的には、素子分離部212の平面方向の幅をW212、半導体基板SBの表面SBaからの素子分離部212の深さをD212とする。このとき、
W212<W13・・・数式6
かつ
D212<D13・・・数式7
となっている。
Further, in the photoelectric conversion device 200, as shown in FIGS. 14 and 15, the third element isolation unit 212 is arranged in the imaging region IA of the semiconductor substrate SB. The third element isolation part 212 has a portion whose width in the plane direction is narrower and shallower than that of the second element isolation part 13. Specifically, the width of the element isolation part 212 in the planar direction is W212, and the depth of the element isolation part 212 from the surface SBa of the semiconductor substrate SB is D212. At this time,
W212 <W13 ... Formula 6
And D212 <D13 ... Formula 7
It has become.

ここで、電源電圧が5Vの場合を考える。リセットトランジスタ3及び転送トランジスタ2の動作閾値と、増幅トランジスタ4を線形動作領域で動作させることとを考慮すると、光電変換部1には、電源電圧以下のたとえば3V程度しか印加されない。さらに、増幅トランジスタ4及び選択トランジスタ5の動作閾値を考慮すると、半導体領域24には、電源電圧以下の例えば3.5V程度しか印加されない。そのため、素子分離部11、212の両端での電位差は低く、電位差に起因する耐圧を気にする必要がなく、素子分離部を狭くすることが可能となる。加えて、素子分離部自体に加わる電位が小さいことにより、寄生MOSトランジスタの動作閾値が低くても誤動作が起こりにくいため素子分離部を浅くすることが可能となる。   Here, consider a case where the power supply voltage is 5V. Considering the operation thresholds of the reset transistor 3 and the transfer transistor 2 and the operation of the amplification transistor 4 in the linear operation region, only about 3 V, for example, less than the power supply voltage is applied to the photoelectric conversion unit 1. Further, considering the operation thresholds of the amplification transistor 4 and the selection transistor 5, only about 3.5 V, for example, lower than the power supply voltage is applied to the semiconductor region 24. Therefore, the potential difference between both ends of the element isolation portions 11 and 212 is low, and it is not necessary to worry about the breakdown voltage due to the potential difference, and the element isolation portion can be narrowed. In addition, since the potential applied to the element isolation part itself is small, even if the operation threshold value of the parasitic MOS transistor is low, malfunction is unlikely to occur, so that the element isolation part can be shallowed.

さらに、光電変換装置200では、半導体基板SBの撮像領域IAにおいて、図14及び図15に示すように、第1の半導体領域231及び第3の半導体領域232が配されている。   Furthermore, in the photoelectric conversion device 200, as shown in FIGS. 14 and 15, the first semiconductor region 231 and the third semiconductor region 232 are arranged in the imaging region IA of the semiconductor substrate SB.

第1の半導体領域231は、P型不純物層31に代えてP型不純物層33を含む。P型不純物層33は、P型不純物層31よりも高い濃度で第2の導電型の不純物を含む。すなわち、第1の半導体領域231における第2の導電型の不純物の濃度は、第2の半導体領域133における第2の導電型の不純物の濃度より高い。   The first semiconductor region 231 includes a P-type impurity layer 33 instead of the P-type impurity layer 31. The P-type impurity layer 33 contains a second conductivity type impurity at a higher concentration than the P-type impurity layer 31. That is, the concentration of the second conductivity type impurity in the first semiconductor region 231 is higher than the concentration of the second conductivity type impurity in the second semiconductor region 133.

第3の半導体領域232は、第3の素子分離部212の下に配されている。第3の半導体領域232は、第1の導電型(例えば、N型)と反対の導電型である第2の導電型(例えば、P型)の不純物を含む領域であって、P型不純物層31に加えてP型不純物層32を含む。これは、素子分離部11を狭く浅くしたことで、光電変換部同士が近接し、深い場所で光電変換された電子が隣接する光電変換部へクロストークする可能性があり、これを防止するものである。また、P型不純物層32の追加および高濃度化により寄生MOSトランジスタの動作閾値を低下させることが可能である。   The third semiconductor region 232 is disposed under the third element isolation unit 212. The third semiconductor region 232 is a region containing an impurity of a second conductivity type (for example, P type) which is the opposite conductivity type to the first conductivity type (for example, N type), and is a P type impurity layer. In addition to 31, a P-type impurity layer 32 is included. This is because the photoelectric conversion parts are close to each other and the electrons photoelectrically converted in a deep place may cross-talk to the adjacent photoelectric conversion part by preventing the element isolation part 11 from being narrowed and shallow. It is. Further, the operation threshold of the parasitic MOS transistor can be lowered by adding the P-type impurity layer 32 and increasing the concentration.

第2の半導体領域133は、第2の素子分離部13の下に配されている。第2の半導体領域133は、第2の導電型の不純物を含む領域であって、P型不純物層31を含む。   The second semiconductor region 133 is disposed under the second element isolation unit 13. The second semiconductor region 133 is a region containing a second conductivity type impurity and includes a P-type impurity layer 31.

第1の半導体領域231の深さ方向の長さは、第2の半導体領域133の深さ方向の長
さより長い。具体的には、第1の半導体領域231の深さ方向の長さをL11、第2の半
導体領域133の深さ方向の長さL13とすると、
L11L13・・・数式
となる。
The length of the first semiconductor region 231 in the depth direction is longer than the length of the second semiconductor region 133 in the depth direction. Specifically, when the length in the depth direction of the first semiconductor region 231 is L11 and the length L13 in the depth direction of the second semiconductor region 133 is,
L11 > L13 Formula 8
It becomes.

このように、素子分離部11、212の下部に素子分離部13の下部よりも高い濃度で第2の導電型の不純物を含むP型不純物層33を形成している。これにより、素子分離部13よりも寄生MOSトランジスタの動作閾値を低下させ、素子分離部11、212を素子分離部13よりも浅く形成することを可能としている。   Thus, the P-type impurity layer 33 containing the second conductivity type impurity at a higher concentration than the lower portion of the element isolation portion 13 is formed below the element isolation portions 11 and 212. As a result, the operating threshold value of the parasitic MOS transistor is lowered than the element isolation unit 13, and the element isolation units 11 and 212 can be formed shallower than the element isolation unit 13.

このような構成に依れば、画素サイズの微細化が行われた際にも、光電変換部の面積を大きくとることができ、また第1実施形態よりもさらに光電変換部の周辺における素子分離部形成時の半導体基板のエッチング量を少なくすることが可能となる。これにより、暗電流のさらなる低減の効果が得られる。   According to such a configuration, even when the pixel size is miniaturized, the area of the photoelectric conversion unit can be increased, and element isolation in the periphery of the photoelectric conversion unit is further increased than in the first embodiment. It becomes possible to reduce the etching amount of the semiconductor substrate when forming the portion. Thereby, the effect of further reducing the dark current can be obtained.

本発明の第3実施形態に係る光電変換装置300を、図16及び図17を用いて説明する。図16は、本発明の第3実施形態に係る光電変換装置300のレイアウト構成を示す図である。図17は、本発明の第3実施形態に係る光電変換装置300の断面構成を示す図であり、図17に示す光電変換装置300をE−Fに沿って切った場合の断面を示す図である。以下では、第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。   A photoelectric conversion device 300 according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 16 and 17. FIG. 16 is a diagram illustrating a layout configuration of a photoelectric conversion apparatus 300 according to the third embodiment of the present invention. FIG. 17 is a diagram illustrating a cross-sectional configuration of a photoelectric conversion device 300 according to the third embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a cross section when the photoelectric conversion device 300 illustrated in FIG. 17 is cut along EF. is there. Below, it demonstrates centering on a different part from 1st Embodiment.

図17に示すとおり、半導体基板SB内に形成されたシリコン酸化膜等が埋め込まれたSTI構造である素子分離部15が異なる深さを持って連続に隣接して形成されている。   As shown in FIG. 17, element isolation portions 15 having an STI structure embedded with a silicon oxide film or the like formed in a semiconductor substrate SB are formed adjacent to each other with different depths.

ここで、素子分離部15の深さは上部に、ゲート電極と接続されたゲート電極と同一の材料の配線が配置されているかどうかで決定されている。なぜなら、ゲート電極と同一の電位を持つ配線が配置される素子分離部付近では配線が置かれていない素子分離部に比べ、素子分離部に電位が加わっている。そのため、寄生MOSトランジスタが動作しやすくなっており、これを阻止するため素子分離部の深さを深くしておく必要があるからである。   Here, the depth of the element isolation portion 15 is determined by whether or not a wiring made of the same material as that of the gate electrode connected to the gate electrode is disposed on the upper portion. This is because a potential is applied to the element isolation portion in the vicinity of the element isolation portion where the wiring having the same potential as the gate electrode is disposed, compared to the element isolation portion where no wiring is placed. Therefore, the parasitic MOS transistor is easy to operate, and it is necessary to increase the depth of the element isolation portion in order to prevent this.

ゲート電極から離れた領域、又は、ゲート電極と同一の材料で形成された配線から離れた領域では、寄生MOSトランジスタの動作がしにくいため素子分離部を狭く浅くすることが可能となる。   In a region away from the gate electrode or a region away from the wiring formed of the same material as the gate electrode, the operation of the parasitic MOS transistor is difficult, so that the element isolation portion can be made narrow and shallow.

このような構成に依れば、画素サイズの微細化が行われた際にも、光電変換部の面積を大きくとることができ、光電変換部の周辺における素子分離部形成時の半導体基板のエッチング量を少なくすることが可能となるので、暗電流の低減の効果が得られる。   According to such a configuration, even when the pixel size is miniaturized, the area of the photoelectric conversion portion can be increased, and the semiconductor substrate is etched when forming the element isolation portion around the photoelectric conversion portion. Since the amount can be reduced, an effect of reducing dark current can be obtained.

以上の実施形態では、各素子分離部がSTI型である場合を示したが、各素子分離部がLOCOS型であってもよい。   In the above embodiment, the case where each element isolation unit is the STI type is shown, but each element isolation unit may be a LOCOS type.

また、画素が、光電変換部、光電変換部にそれぞれ一つずつ対応した転送トランジスタ、リセットトランジスタ、増幅トランジスタ、選択トランジスタを含む構成を例示したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。   Moreover, although the pixel includes the configuration including the transfer transistor, the reset transistor, the amplification transistor, and the selection transistor each corresponding to the photoelectric conversion unit and the photoelectric conversion unit, the present invention is limited to the above-described embodiment. is not. Various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

例えば、選択トランジスタがない構成や、転送トランジスタがない構成、さらにはリセットトランジスタと増幅トランジスタと選択トランジスタを複数の画素で共有化した構成にも本発明を適用できる。すなわち、光電変換部と少なくとも一つのトランジスタとを備える画素であれば適用が可能である。   For example, the present invention can be applied to a configuration without a selection transistor, a configuration without a transfer transistor, and a configuration in which a reset transistor, an amplification transistor, and a selection transistor are shared by a plurality of pixels. That is, any pixel including a photoelectric conversion unit and at least one transistor can be applied.

また、上記の実施形態では、光電変換部の電荷蓄積領域の導電型をN型とする場合の説明を行ったが、これに限らず、光電変換部の電荷蓄積領域の導電型がP型であってもよい。   Further, in the above embodiment, the case where the conductivity type of the charge storage region of the photoelectric conversion unit is N type has been described. However, the present invention is not limited to this, and the conductivity type of the charge storage region of the photoelectric conversion unit is P type. There may be.

また、上記の実施形態では、素子分離部の深さは2種類のみであったが、これに限るものではなく、3種類以上の深さをもつ素子分離部の形成を行ってもよい。   In the above embodiment, the element isolation portion has only two types of depth. However, the depth is not limited to this, and an element isolation portion having three or more types of depth may be formed.

以上説明したように、本発明の光電変換装置に依れば、光電変換部の受光面積の拡大による感度の向上に加え、暗電流の低減による画質の向上が可能となる。   As described above, according to the photoelectric conversion device of the present invention, it is possible to improve the image quality by reducing the dark current in addition to improving the sensitivity by increasing the light receiving area of the photoelectric conversion unit.

本発明の第1実施形態に係る光電変換装置100の回路構成を示す図。The figure which shows the circuit structure of the photoelectric conversion apparatus 100 which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る光電変換装置100のレイアウト構成を示す図。The figure which shows the layout structure of the photoelectric conversion apparatus 100 which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る光電変換装置100の断面構成を示す図。The figure which shows the cross-sectional structure of the photoelectric conversion apparatus 100 which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る光電変換装置100の製造方法を示す工程断面図。Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the photoelectric conversion apparatus 100 which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る光電変換装置100の製造方法を示す工程断面図。Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the photoelectric conversion apparatus 100 which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る光電変換装置100の製造方法を示す工程断面図。Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the photoelectric conversion apparatus 100 which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る光電変換装置100の製造方法を示す工程断面図。Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the photoelectric conversion apparatus 100 which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る光電変換装置100の製造方法を示す工程断面図。Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the photoelectric conversion apparatus 100 which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る光電変換装置100の製造方法を示す工程断面図。Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the photoelectric conversion apparatus 100 which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る光電変換装置100の製造方法を示す工程断面図。Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the photoelectric conversion apparatus 100 which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る光電変換装置100の製造方法を示す工程断面図。Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the photoelectric conversion apparatus 100 which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る光電変換装置100の製造方法を示す工程断面図。Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the photoelectric conversion apparatus 100 which concerns on 1st Embodiment of this invention. 第1実施形態に係る光電変換装置を適用した撮像システムの構成図。1 is a configuration diagram of an imaging system to which a photoelectric conversion device according to a first embodiment is applied. 本発明の第2実施形態に係る光電変換装置200のレイアウト構成を示す図。The figure which shows the layout structure of the photoelectric conversion apparatus 200 which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る光電変換装置200の断面構成を示す図。The figure which shows the cross-sectional structure of the photoelectric conversion apparatus 200 which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る光電変換装置300のレイアウト構成を示す図。The figure which shows the layout structure of the photoelectric conversion apparatus 300 which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る光電変換装置300の断面構成を示す図。The figure which shows the cross-sectional structure of the photoelectric conversion apparatus 300 which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

90 撮像システム
100、200、300 光電変換装置
90 Imaging System 100, 200, 300 Photoelectric Conversion Device

Claims (11)

複数の光電変換部と前記複数の光電変換部のそれぞれで蓄積された信号をそれぞれ読み出すための複数のトランジスタとが配される撮像領域を有した半導体基板を備え、
前記撮像領域には、前記複数の光電変換部に含まれるある光電変換部と、前記複数の光電変換部に含まれ、前記ある光電変換部に隣接する別の光電変換部とを電気的に分離する第1の素子分離部、及び前記複数のトランジスタに含まれるあるトランジスタと、前記複数のトランジスタに含まれ、前記あるトランジスタに隣接する別のトランジスタとを電気的に分離する第2の素子分離部が配され、
前記第1の素子分離部は、前記第2の素子分離部より平面方向の幅が狭くかつ深さが浅い部分を有する
ことを特徴とする光電変換装置。
Comprising a semiconductor substrate having an imaging region in which a plurality of transistors are arranged for reading out the plurality of the photoelectric conversion portion and the plurality of accumulated in each photoelectric conversion unit signals respectively,
The imaging region electrically isolates a certain photoelectric conversion unit included in the plurality of photoelectric conversion units and another photoelectric conversion unit included in the plurality of photoelectric conversion units and adjacent to the certain photoelectric conversion unit. And a second element isolation unit that electrically isolates a transistor included in the plurality of transistors and another transistor included in the plurality of transistors and adjacent to the transistor. Is arranged,
The first element isolation portion has a portion having a narrower width in the plane direction and a shallower depth than the second element isolation portion .
A photoelectric conversion device characterized by that.
前記撮像領域には、前記ある光電変換部と、前記複数のトランジスタに含まれ、前記ある光電変換部に隣接する別の光電変換部の信号を転送するトランジスタと、を電気的に分離する第3の素子分離部がさらに配され、
前記第3の素子分離部は、前記第2の素子分離部より平面方向の幅が狭くかつ深さが浅い部分を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。
The imaging region electrically separates the certain photoelectric conversion unit and a transistor included in the plurality of transistors and transferring a signal of another photoelectric conversion unit adjacent to the certain photoelectric conversion unit . Is further arranged,
The third element isolation portion has a portion whose width in the plane direction is narrower and shallower than the second element isolation portion .
The photoelectric conversion device according to claim 1.
前記画素の前記光電変換部は、光電変換により発生した電荷を蓄積する、第1の導電型の不純物を含む電荷蓄積層を含み、
前記撮像領域には、前記第1の素子分離部の下に配された前記第1の導電型と反対の導電型である第2の導電型の不純物を含む第1の半導体領域、及び前記第2の素子分離部の下に配された前記第2の導電型の不純物を含む第2の半導体領域がさらに配され、
前記第1の半導体領域の深さ方向の長さは、前記第2の半導体領域の深さ方向の長さよ
り長い
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光電変換装置。
The photoelectric conversion unit of the pixel includes a charge storage layer containing impurities of a first conductivity type that accumulates charges generated by photoelectric conversion,
The imaging region includes a first semiconductor region containing a second conductivity type impurity having a conductivity type opposite to the first conductivity type and disposed under the first element isolation portion, and the first A second semiconductor region including an impurity of the second conductivity type disposed under the two element isolation portions;
The length in the depth direction of the first semiconductor region is longer than the length in the depth direction of the second semiconductor region .
The photoelectric conversion device according to claim 1 or 2, wherein
前記画素の前記光電変換部は、光電変換により発生した電荷を蓄積する第1の導電型の不純物を含む電荷蓄積層を含み、
前記撮像領域には、前記第1の素子分離部の下に配された前記第1の導電型と反対の導電型である第2の導電型の不純物を含む第1の半導体領域、及び前記第2の素子分離部の下に配された前記第2の導電型の不純物を含む第2の半導体領域がさらに配され、
前記第1の半導体領域における前記第2の導電型の不純物の濃度は、前記第2の半導体領域における前記第2の導電型の不純物の濃度より高い
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光電変換装置。
The photoelectric conversion unit of the pixel includes a charge storage layer including a first conductivity type impurity that stores charges generated by photoelectric conversion,
The imaging region includes a first semiconductor region containing a second conductivity type impurity having a conductivity type opposite to the first conductivity type and disposed under the first element isolation portion, and the first A second semiconductor region including an impurity of the second conductivity type disposed under the two element isolation portions;
A concentration of the second conductivity type impurity in the first semiconductor region is higher than a concentration of the second conductivity type impurity in the second semiconductor region ;
The photoelectric conversion device according to claim 1 or 2, wherein
前記半導体基板は、前記複数の画素を制御する制御回路が配される周辺領域をさらに有し、
前記周辺領域は、前記制御回路に含まれる素子とそれに隣接する素子とを電気的に分離する第4の素子分離部を含み
前記第1の素子分離部は、前記第4の素子分離部より平面方向の幅が狭くかつ深さが浅い部分を有する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光電変換装置。
The semiconductor substrate further includes a peripheral region in which a control circuit for controlling the plurality of pixels is disposed,
The peripheral region includes a fourth element isolation unit that electrically isolates an element included in the control circuit and an element adjacent thereto ,
The first element isolation portion has a portion having a narrower width in the plane direction and a shallower depth than the fourth element isolation portion .
The photoelectric conversion device according to claim 1 or 2, wherein
前記第1の素子分離部の上面と前記第2の素子分離部の上面とは、前記半導体基板の表面からの高さが等しい
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の光電変換装置。
The upper surface of the first element isolation portion and the upper surface of the second element isolation portion have the same height from the surface of the semiconductor substrate ,
The photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 5, wherein
請求項1から6のいずれか1項に記載の光電変換装置と、
前記光電変換装置の撮像面へ像を形成する光学系と、
前記光電変換装置から出力された信号を処理して画像データを生成する信号処理部と、を備える、
ことを特徴とする撮像システム。
The photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 6,
An optical system that forms an image on the imaging surface of the photoelectric conversion device;
A signal processing unit for generating image data by processing a signal output from said photoelectric conversion device, Ru provided with,
An imaging system characterized by that.
光電変換部と前記光電変換部により蓄積された信号を読み出すためのトランジスタとをそれぞれ含む複数の画素が配される撮像領域を有した半導体基板を含む光電変換装置の製造方法であって、
前記半導体基板の表面における隣接する前記画素の間で複数の前記光電変換部を電気的に分離する第1の素子分離部を形成すべき領域を選択的にエッチングすることにより、第1のトレンチを形成する第1のエッチング工程と、
前記半導体基板の表面における隣接する前記画素の間で複数の前記トランジスタを電気的に分離する第2の素子分離部を形成すべき領域を選択的にエッチングすることにより、第2のトレンチを形成する第2のエッチング工程と、
前記第1のトレンチに絶縁物を埋め込むことにより前記第1の素子分離部を形成するとともに、前記第2のトレンチに絶縁物を埋め込むことにより前記第2の素子分離部を形成する埋め込み工程と、を備え、
前記第1のエッチング工程では、前記第2のトレンチより平面方向の幅が狭くかつ深さが浅い部分を有するように、前記第1のトレンチを形成する
ことを特徴とする光電変換装置の製造方法。
A method for manufacturing a photoelectric conversion device including a semiconductor substrate having an imaging region in which a plurality of pixels each including a photoelectric conversion unit and a transistor for reading a signal accumulated by the photoelectric conversion unit are arranged,
A first trench is formed by selectively etching a region where a first element isolation portion for electrically isolating a plurality of the photoelectric conversion portions between adjacent pixels on the surface of the semiconductor substrate is formed. A first etching step to be formed;
A second trench is formed by selectively etching a region where a second element isolation portion for electrically isolating the plurality of transistors between adjacent pixels on the surface of the semiconductor substrate is to be formed. A second etching step;
Forming a first element isolation portion by embedding an insulator in the first trench, and forming the second element isolation portion by embedding an insulator in the second trench; With
In the first etching step, the first trench is formed so as to have a portion whose width in the planar direction is narrower and shallower than the second trench .
A method for manufacturing a photoelectric conversion device.
前記埋め込まれた絶縁物を研磨することにより、前記第1の素子分離部と前記第2の素子分離部とを互いに分離する研磨工程をさらに備え、
前記第1の素子分離部は、前記第2の素子分離部より平面方向の幅が狭くかつ深さが浅い部分を有する
ことを特徴とする請求項8に記載の光電変換装置の製造方法。
Further comprising a polishing step of separating the first element isolation part and the second element isolation part from each other by polishing the embedded insulator;
The first element isolation portion has a portion having a narrower width in the plane direction and a shallower depth than the second element isolation portion .
The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 8.
前記第1のエッチング工程では、前記半導体基板の表面における隣接する前記画素の間で前記光電変換部と前記トランジスタとを電気的に分離する第3の素子分離部を形成すべき領域を選択的にエッチングすることにより、第3のトレンチを形成し、
前記埋め込み工程では、前記第3のトレンチに絶縁物を埋め込むことにより前記第3の素子分離部を形成し、
前記研磨工程では、前記埋め込まれた絶縁物を研磨することにより、前記第1の素子分離部と、前記第2の素子分離部と、前記第3の素子分離部とを互いに分離し、
前記第1のエッチング工程では、前記第2のトレンチより平面方向の幅が狭くかつ深さが浅い部分を有するように、前記第3のトレンチを形成し、
前記第3の素子分離部は、前記第2の素子分離部より平面方向の幅が狭くかつ深さが浅い部分を有する
ことを特徴とする請求項9に記載の光電変換装置の製造方法。
In the first etching step, a region where a third element isolation portion that electrically isolates the photoelectric conversion portion and the transistor between the adjacent pixels on the surface of the semiconductor substrate is selectively formed. Etching forms a third trench,
In the embedding step, the third element isolation portion is formed by embedding an insulator in the third trench,
In the polishing step, the first element isolation portion, the second element isolation portion, and the third element isolation portion are separated from each other by polishing the embedded insulator.
In the first etching step, the third trench is formed so as to have a portion whose width in the planar direction is narrower and shallower than the second trench,
The third element isolation portion has a portion whose width in the plane direction is narrower and shallower than the second element isolation portion .
The method for producing a photoelectric conversion device according to claim 9.
前記半導体基板は、前記複数の画素を制御する制御回路が配される周辺領域をさらに有し、
前記第2のエッチング工程では、前記半導体基板の表面の前記周辺領域における前記制御回路に含まれる複数の素子を電気的に分離する第4の素子分離部を形成すべき領域を選択的にエッチングすることにより、第4のトレンチを形成し、
前記埋め込み工程では、前記第4のトレンチに絶縁物を埋め込むことにより前記第4の素子分離部を形成し、
前記研磨工程では、前記埋め込まれた絶縁物を研磨することにより、前記第1の素子分離部と、前記第2の素子分離部と、前記第4の素子分離部とを互いに分離し、
前記第1のエッチング工程では、前記第4のトレンチより平面方向の幅が狭くかつ深さが浅い部分を有するように、前記第1のトレンチを形成し、
前記第1の素子分離部は、前記第4の素子分離部より平面方向の幅が狭くかつ深さが浅い部分を有する
ことを特徴とする請求項9又は10に記載の光電変換装置の製造方法。
The semiconductor substrate further includes a peripheral region in which a control circuit for controlling the plurality of pixels is disposed,
In the second etching step, a region where a fourth element isolation portion for electrically isolating a plurality of elements included in the control circuit in the peripheral region on the surface of the semiconductor substrate is selectively etched. To form a fourth trench,
In the embedding step, the fourth element isolation portion is formed by embedding an insulator in the fourth trench,
In the polishing step, the first element isolation portion, the second element isolation portion, and the fourth element isolation portion are separated from each other by polishing the embedded insulator,
In the first etching step, the first trench is formed so as to have a portion whose width in the planar direction is narrower and shallower than the fourth trench,
The first element isolation portion has a portion having a narrower width in the plane direction and a shallower depth than the fourth element isolation portion .
The method for producing a photoelectric conversion device according to claim 9 or 10, wherein:
JP2008256634A 2008-10-01 2008-10-01 Photoelectric conversion device, imaging system, and method of manufacturing photoelectric conversion device Active JP5297135B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008256634A JP5297135B2 (en) 2008-10-01 2008-10-01 Photoelectric conversion device, imaging system, and method of manufacturing photoelectric conversion device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008256634A JP5297135B2 (en) 2008-10-01 2008-10-01 Photoelectric conversion device, imaging system, and method of manufacturing photoelectric conversion device

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2010087369A JP2010087369A (en) 2010-04-15
JP2010087369A5 JP2010087369A5 (en) 2011-12-01
JP5297135B2 true JP5297135B2 (en) 2013-09-25

Family

ID=42251010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008256634A Active JP5297135B2 (en) 2008-10-01 2008-10-01 Photoelectric conversion device, imaging system, and method of manufacturing photoelectric conversion device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5297135B2 (en)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6299058B2 (en) * 2011-03-02 2018-03-28 ソニー株式会社 Solid-state imaging device, method for manufacturing solid-state imaging device, and electronic apparatus
JP6119432B2 (en) * 2013-05-31 2017-04-26 ソニー株式会社 Solid-state imaging device, electronic device, and manufacturing method
KR102286109B1 (en) * 2014-08-05 2021-08-04 삼성전자주식회사 An image pixel, an image sensor including the same, and an image processing system including the same
JP6861471B2 (en) * 2015-06-12 2021-04-21 キヤノン株式会社 Imaging device and its manufacturing method and camera
EP3113224B1 (en) 2015-06-12 2020-07-08 Canon Kabushiki Kaisha Imaging apparatus, method of manufacturing the same, and camera
WO2017010311A1 (en) * 2015-07-16 2017-01-19 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Solid-state imaging element, manufacturing method, and electronic device
JP7250427B2 (en) * 2018-02-09 2023-04-03 キヤノン株式会社 PHOTOELECTRIC CONVERSION DEVICE, IMAGING SYSTEM AND MOVING OBJECT
JP7362198B2 (en) 2018-07-18 2023-10-17 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Photodetector, ranging module, and electronic equipment
JP2020088142A (en) * 2018-11-26 2020-06-04 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Light receiving element and electronic apparatus
JP7273545B2 (en) * 2019-03-07 2023-05-15 株式会社東芝 Photodetector and distance measuring device
JP7309647B2 (en) * 2020-03-24 2023-07-18 株式会社東芝 Light receiving device and semiconductor device
CN115917725A (en) * 2020-10-20 2023-04-04 索尼半导体解决方案公司 Solid-state imaging device
WO2024096095A1 (en) * 2022-11-02 2024-05-10 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Imaging element and electronic device

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4845247B2 (en) * 1999-12-27 2011-12-28 キヤノン株式会社 Photoelectric conversion device
KR100749888B1 (en) * 2002-11-12 2007-08-21 마이크론 테크놀로지, 인크 Isolation techniques for reducing dark current in cmos image sensors
JP4595464B2 (en) * 2004-09-22 2010-12-08 ソニー株式会社 Manufacturing method of CMOS solid-state imaging device
JP4224036B2 (en) * 2005-03-17 2009-02-12 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 Image sensor with embedded photodiode region and method of manufacturing the same
JP2007036118A (en) * 2005-07-29 2007-02-08 Sony Corp Solid-state image pickup device and its manufacturing method
JP2008047911A (en) * 2006-08-10 2008-02-28 Samsung Electronics Co Ltd Image sensor, and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010087369A (en) 2010-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5297135B2 (en) Photoelectric conversion device, imaging system, and method of manufacturing photoelectric conversion device
JP6541080B2 (en) Solid-state imaging device
JP5335271B2 (en) Photoelectric conversion device and imaging system using the same
JP5111157B2 (en) Photoelectric conversion device and imaging system using photoelectric conversion device
JP5537523B2 (en) Solid-state imaging device
US8482646B2 (en) Image sensing device and camera
US9711558B2 (en) Imaging device with photoelectric converter
JP5539104B2 (en) Photoelectric conversion device and imaging system using the same
US8053272B2 (en) Semiconductor device fabrication method
JP6406585B2 (en) Imaging device
JP2010161236A (en) Method for manufacturing photoelectric conversion device
TWI397174B (en) A method of manufacturing a solid-state imaging device
US10121816B2 (en) Imaging device and method of manufacturing imaging device
JP2006074009A (en) Solid state imaging apparatus and camera using the same
JP2008060356A (en) Photoelectric conversion device, and imaging system
KR20110107407A (en) Photoelectric conversion device and camera
KR102162123B1 (en) Solid-state image-pickup element, method for producing same, and electronic equipment
TWI505454B (en) Solid-state imaging apparatus and driving method thereof, manufacturing method of solid-state imaging apparatus, and electronic information device
JP2013045879A (en) Semiconductor device, semiconductor device manufacturing method, solid state image pickup device, solid state image pickup device manufacturing method and electronic apparatus
JP2007526638A (en) Low dark current CMOS image sensor pixel
US9029182B2 (en) Method of manufacturing solid-state image sensor
JP5478871B2 (en) Photoelectric conversion device, imaging system, and method of manufacturing photoelectric conversion device
JP4115446B2 (en) Manufacturing method of CMOS image sensor
JP5240146B2 (en) Solid-state image sensor
JP2010219233A (en) Method of manufacturing semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110930

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111017

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130509

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130517

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130614

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5297135

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151